透光性陶瓷片作為發(fā)光體的白光led器件的制作方法
【專利摘要】一種透光性陶瓷片作為發(fā)光體的白光LED器件，屬于白光LED發(fā)光器件。它包括遮光罩、透光性陶瓷片、全內(nèi)反射透鏡、承載體、藍光芯片和散熱片；遮光罩、透光性陶瓷片、全內(nèi)反射透鏡、承載體、藍光芯片和散熱片順序連接；藍光芯片的兩個電極焊接到鋁基板上，承載體套在藍光芯片所在的鋁基板上，全內(nèi)反射透鏡置于藍光芯片上方，所述的全內(nèi)反射透鏡為自由曲面；透光性陶瓷片固定在透光性陶瓷片承載體上方。通過以上方法使白光LED用發(fā)光體的性能得到很大的改善，制備出光轉(zhuǎn)換效率高、顯色指數(shù)高、壽命長、色溫可調(diào)的白光LED器件；既實現(xiàn)光能的高效利用，又保證了照明系統(tǒng)的小型緊湊化。該器件結(jié)構(gòu)簡單、熱穩(wěn)定性好，使用壽命長。
【專利說明】透光性陶瓷片作為發(fā)光體的白光LED器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種白光LED發(fā)光器件，特別是一種透光性陶瓷片作為發(fā)光體的白光LED器件。
【背景技術(shù)】
[0002]在全球節(jié)能減排、能源緊張和強化環(huán)保的需求下，白光LED照明作為繼白熾燈、熒光燈和高壓氣體放電燈之后的第四代照明光源正在逐步替換傳統(tǒng)照明器件。目前白光LED的制備技術(shù)主要有三種:多色組合法、多量子阱法和光轉(zhuǎn)換法。其中光轉(zhuǎn)換法，即采用光轉(zhuǎn)換材料，將藍光(或紫光)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生白光。利用藍色LED為基礎(chǔ)光源，將藍色LED發(fā)光的一部分藍光用來激發(fā)熒光粉，使熒光粉發(fā)出黃綠光或紅光和綠光，另一部分藍光透射出來，由熒光粉的黃綠色光或紅和綠光與透射的藍光組成白光。目前，采用這種方法的商業(yè)化的白光LED產(chǎn)品成為發(fā)展主流，熒光材料主要以粉末態(tài)熒光粉為主體。這種方法主要是將摻雜稀土發(fā)光材料的熒光粉分散于硅膠或者環(huán)氧樹脂等有機材料中，然后封裝在藍光芯片上。通過藍光LED芯片激發(fā)熒光粉得到黃光，以適當(dāng)比例的藍光和黃光混合來得到白光。然而，因粉末態(tài)熒光粉本身固有的特點，使目前商品化的LED存在以下難以克服的問題:(1)熒光粉顆粒于有機材料中的均勻分散性差以致影響白光LED器件的光學(xué)均勻性。
[2]有機基材的熱穩(wěn)定性差，導(dǎo)致有機基材的退化和老化。對于功率型白光LED，其結(jié)溫較高，而熒光粉涂層的導(dǎo)熱和散熱性能較差，從而導(dǎo)致熒光粉發(fā)生溫度猝滅和老化，而熒光粉的溫度猝滅將導(dǎo)致發(fā)光效率的降低，從而影響最終器件性能和改變光色光溫。(3)熒光粉表面的光散射，影響了其發(fā)光效率。(4)熒光粉紅色成分的缺失無法實現(xiàn)低色溫和高顯色指數(shù)的白光，導(dǎo)致色溫較高，不柔和。(5)商用熒光粉自主產(chǎn)權(quán)的缺失。目前市場上使用的熒光粉大部分來自于日本、美國等國家，極大地限制了我國熒光粉的研發(fā)和生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種光轉(zhuǎn)換效率高、顯色指數(shù)高、壽命長、色溫可調(diào)的透光性陶瓷片作為發(fā)光體的白光LED器件。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:透光性陶瓷片作為發(fā)光體的白光LED器件包括:遮光罩、透光性陶瓷片、全內(nèi)反射透鏡、承載體、藍光芯片和散熱片；遮光罩、透光性陶瓷片、全內(nèi)反射透鏡、承載體、藍光芯片和散熱片順序連接；藍光芯片的兩個電極焊接到鋁基板上，承載體套在藍光芯片所在的鋁基板上，全內(nèi)反射透鏡置于藍光芯片上方，所述的全內(nèi)反射透鏡為自由曲面；透光性陶瓷片固定在透光性陶瓷片承載體上方。
[0005]所述的透光性陶瓷片的組成材料為釔鋁石榴石、镥鋁石榴石、釔釓鋁石榴石、氧化釔、氧化镥或氧化鈧中的一種或多種。
[0006]所述的藍光芯片和透光性陶瓷片之間的距離為2-5cm。
[0007]有益效果，由于采用了上述方案，增加藍光LED芯片與陶瓷發(fā)光體中間的距離，全內(nèi)反射光學(xué)透鏡遠程熒光激發(fā)結(jié)構(gòu)中加入二次光學(xué)設(shè)計，即通過全內(nèi)反射透鏡改變遠程藍光光路，選用自由曲面的全內(nèi)反射透鏡，利用幾何光學(xué)控制光線走向，有效收集LED大范圍的出射光，使光能平行出射并能充分的照射到透光性陶瓷片上，提高了藍光LED激發(fā)光的利用率，提高了熒光發(fā)光體光轉(zhuǎn)換效率；所述透鏡透光率為96%，折射率大于1.5，將藍光芯片發(fā)出的光更多且均勻的投射在透光性陶瓷片上。采用遠程熒光激發(fā)結(jié)構(gòu)并加入全內(nèi)反射透鏡進一步提高激發(fā)光的利用率。通過以上方法使白光LED用發(fā)光體的性能得到很大的改善，制備出光轉(zhuǎn)換效率高、顯色指數(shù)高、壽命長、色溫可調(diào)的白光LED器件；既實現(xiàn)光能的高效利用，又保證了照明系統(tǒng)的小型緊湊化。該器件結(jié)構(gòu)簡單、熱穩(wěn)定性好，使用壽命長。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為透光性陶瓷白光LED結(jié)構(gòu)圖。
[0009]圖中:1、遮光罩；2、透光性陶瓷片；3、TIR透鏡；4、承載體；5、藍光芯片；6、散熱片。
【具體實施方式】
[0010]實施例1:透光性陶瓷片作為發(fā)光體的白光LED器件包括:遮光罩1、透光性陶瓷片2、全內(nèi)反射透鏡3、承載體4、藍光芯片5和散熱片6,遮光罩1、透光性陶瓷片2、全內(nèi)反射透鏡3、承載體4、藍光芯片5和散熱片6順序連接；藍光芯片的兩個電極焊接到鋁基板上，承載體套在藍光芯片所在的鋁基板上，全內(nèi)反射透鏡置于藍光芯片上方，所述的全內(nèi)反射透鏡為自由曲面；透光性陶瓷片固定在透光性陶瓷片承載體上方，并利用膠水加以固定。
[0011]所述的透光性陶瓷片材料為釔鋁石榴石。
[0012]該白光LED器件采用遠程熒光激發(fā)結(jié)構(gòu)，在藍光芯片5和透光性陶瓷片3之間增加全反射透鏡4來增加激發(fā)光的利用率；將藍光芯片5和透光性陶瓷片3分開2-5 cm,避免了傳統(tǒng)LED燈具中存在的單向發(fā)光、容易造成眩光、光圈、光衰及設(shè)計受限的問題。
[0013]實施例2:所述的透光性陶瓷片材料為镥鋁石榴石。其它與實施例1同。
[0014]實施例3:所述的透光性陶瓷片材料為釔釓鋁石榴石。其它與實施例1同。
[0015]實施例4:所述的透光性陶瓷片材料為氧化釔。其它與實施例1同。
[0016]實施例5:所述的透光性陶瓷片材料為氧化镥。其它與實施例1同。
[0017]實施例6:所述的透光性陶瓷片材料為氧化鈧。其它與實施例1同。
[0018]實施例7:所述的透光性陶瓷片的組成材料為釔鋁石榴石、镥鋁石榴石。其它與實施例1同。
[0019]實施例8:所述的透光性陶瓷片的組成材料為釔鋁石榴石、镥鋁石榴石、釔釓鋁石榴石。其它與實施例1同。
[0020]實施例9:所述的透光性陶瓷片的組成材料為釔鋁石榴石、镥鋁石榴石、釔釓鋁石榴石、氧化釔、氧化镥和氧化鈧。其它與實施例1同。
【權(quán)利要求】
1.一種透光性陶瓷片作為發(fā)光體的白光LED器件，其特征是:透光性陶瓷片作為發(fā)光體的白光LED器件包括:遮光罩、透光性陶瓷片、全內(nèi)反射透鏡、承載體、藍光芯片和散熱片；遮光罩、透光性陶瓷片、全內(nèi)反射透鏡、承載體、藍光芯片和散熱片順序連接；藍光芯片的兩個電極焊接到鋁基板上，承載體套在藍光芯片所在的鋁基板上，全內(nèi)反射透鏡置于藍光芯片上方，所述的全內(nèi)反射透鏡為自由曲面；透光性陶瓷片固定在透光性陶瓷片承載體上方。
2.按權(quán)利要求1所述的透光性陶瓷片作為發(fā)光體的白光LED器件，其特征在于:所述的透光性陶瓷片的組成材料為釔鋁石榴石、镥鋁石榴石、釔釓鋁石榴石、氧化釔、氧化镥或氧化鈧中的一種或多種。
3.按權(quán)利要求1所述的透光性陶瓷片作為發(fā)光體的白光LED器件，其特征在于:所述的藍光芯片和透光性陶瓷片之間的距離為2-5cm。
【文檔編號】H01L33/50GK103682044SQ201310645307
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】張斌, 章健, 喬學(xué)斌, 祁思勝, 葉勇, 袁婷, 袁婧艷, 唐定遠 申請人:江蘇師范大學(xué)